Разработка систем комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на основе исследования процессов пиролиза и газификации биомассы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат наук Федюхин, Александр Валерьевич

• Федюхин, Александр Валерьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Федюхин, Александр Валерьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Анализ методов исследования термического распада биомассы

1.2 Анализ калорийности и состава газа

1.3 Анализ установок пиролиза биомассы

1.4 Анализ установок газификации биомассы

1.5 Анализ методов оценки воздействия вредных выбросов на окружающую среду, применяемых в передовых странах

1.6 Постановка задачи

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БИОМАССЫ И ПРОДУКТОВ ЕЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ

2.1 Описание экспериментальной установки

2.2 Результаты термогравиметрических экспериментов

2.3 Обработка результатов термогравиметрического анализа

2.4 Проведение экспериментов по оценке состава продуктов пиролиза

2.5 Выводы по главе

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА И ГАЗИФИКАЦИИ БИОМАССЫ

3.1 Разработка математической модели и методики расчета параметров термической конверсии углеродсодержащего топлива

3.2 Оценка равновесного состава газа, его объема и теплоты сгорания при пиролизе

3.3 Оценка равновесного состава газа, его объема и теплоты сгорания при газификации

3.4 Сравнение теоретических расчетов термической конверсии с литературными данными

3.5 Сопоставление теоретических расчетов процесса газификации с результатами экспериментальных исследований

3.6 Выводы по главе

4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОМАССЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

4.1 Выбор приоритетной схемы выработки тепловой и электрической энергии в ПГУ с пиролизером биомассы

4.2 Выбор приоритетной схемы выработки тепловой и электрической энергии в ПГУ с газификатором биомассы

4.3 Моделирование ПГУ с газификатором биомассы в компьютерной программе Aspen Plus

4.4 Расчет тепловых нагрузок и выбор паровой турбины для ПГУ

4.5 Сравнение циклов на основе пиролиза и газификации биомассы

4.6 Сравнение расчетов схем ПГУ с литературными данными

4.7 Выводы по главе

5. ОЦЕНКА СИСТЕМЫ ВЫРАБОТКИ ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ БИОМАССЫ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИМ И ЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

5.1 Сравнение ПГУ на основе газификации биомассы и ТЭЦ на угле

5.2 Расчет капиталовложений и сроков окупаемости ПГУ на основе газификации биомассы

5.3 Проведение технико-экономической оценки рыночного потенциала полученных результатов

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка систем комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на основе исследования процессов пиролиза и газификации биомассы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Общий запас древесины в России превышает 80 млрд. куб. м., благодаря чему наша страна занимает лидирующее место в мире по площади лесного фонда и его количеству на одного жителя. Потенциал использования биомассы в России составляет: валовый (467 млн. тут/год), технический (129 млн. тут/год), экономический (69 млн. тут/год), включая отходы агропромышленного комплекса - до 80 млн. тут/год; отходы лесопромышленного комплекса - более 30 млн. куб. м. В то же время в районы Крайнего Севера, Дальнего Востока и Сибири ежегодно завозится порядка 6-8 млн. тонн жидкого и 20-25 млн. тонн твердого топлива [47]. В настоящее время доля возобновляемых ресурсов в производстве энергии в России, включая малые гидроэлектростанции, не превышает 2 %, при планируемом целевом показателе - 4,5 % к 2020 году [51]. Использование биомассы в энергетических целях актуально также с точки зрения экологического аспекта, т.к. приведет к снижению выбросов парниковых газов в совокупности с утилизацией бытовых, промышленных, древесных и сельскохозяйственных отходов [26, 30, 52].

Переход на предлагаемый вид топлива для решения проблем энергоснабжения промышленности и ЖКХ должен сопровождаться применением передовых энергоэффективных технологий на базе пиролиза или газификации исходного сырья и последующей комбинированной выработки электрической и тепловой энергии в цикле ПГУ.

Цель работы заключается в разработке тепловых схем использования биомассы в энергетических целях с применением современных технологий комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на основе непрерывного пиролиза или газификации исходного топлива.

Задачи работы

• Анализ мирового опыта применения биомассы в качестве энергетического сырья.

• Рассмотрение процессов пиролиза и газификации растительных продуктов как одного из перспективного направления использования возобновляемых источников энергии в России, проведение термогравиметрического анализа разных видов биомассы.

• Математическое моделирование и описание процесса термической конверсии с получением кинетических параметров, отвечающих за данный процесс.

• Разработка методики оценки состава и энергетического потенциала продуктов пиролиза и газификации твердого углеродсодержащего топлива, а также создание вычислительного комплекса на ее основе.

• Оценка благоприятных режимных параметров работы установки непрерывного пиролиза или газификации биомассы.

• Разработка принципиальных схем когенерационных установок на основе ПГУ с внутрицикловым пиролизером или газификатором биомассы.

• Определение параметров системы комбинированной выработки тепловой и электрической энергии в парогазовой установке с пиролизером или газификатором биомассы по энергетическим, экологическим и экономическим показателям.

Научная новизна

1. На основе термогравиметрического анализа выполнен расчет четырехкомпонентного состава биомассы с получением универсальных кинетических параметров, отвечающих за пиролиз древесных пород, широко распространенных на территории России.

2. Разработана методика и компьютерная программа (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013660842 от

20.11.2013) для расчета состава продуктов пиролиза и газификации твердого топлива, на основе которой получены оптимальные режимные характеристики реакторов термической конверсии биомассы.

3. Разработаны тепловые схемы ПГУ с пиролизером (заявка на полезную модель № 2013157316 от 25.12.2013) и газификатором биомассы с определением параметров производства тепловой и электрической энергии по энергетическим, экологическим и экономическим показателям.

Практическая значимость

1. Анализ термогравиметрических кривых термической конверсии биомассы позволяет, не проводя заново лабораторных испытаний, оценивать выход летучих, величину угольного остатка исследуемого образца.

2. Рассчитаны оптимальные режимные характеристики энергетической установки на основе биомассы, соответствующие температуре 850 - 900 °С и давлению 1 атм для пиролизера, а также следующим параметрам для газификатора: 900 - 950 °С, 20 атм при расходе воздуха 1,6 - 1,8 кг воздуха/кг сухой биомассы и расходе пара 0,4 - 0,6 кг пара/кг сухой биомассы.

3. Выбор и расчет оборудования для цикла ПГУ на основе пиролиза и газификации органического сырья позволяет сопоставить оба направления термической конверсии биомассы по энергетическим и экономическим показателям, с определением оптимальных диапазонов установленной мощности для каждого вида реактора. Применение пиролизера экономически обоснованно при мощностях от 1 до 10 МВт из-за более низких удельных вложений в оборудование, тогда как для газификатора приемлемы электрические нагрузки от 10 до 50 МВт.

4. Разработанная методика применима для расчета состава и свойств продуктов термической конверсии углеродсодержащего топлива при заданном элементарном составе исходного сырья, а также режимных

параметрах реактора, что позволяет рассчитывать свойства получаемого газа, достигаемые при термодинамическом равновесии.

Достоверность и обоснованность результатов работы обусловлены применением положительно зарекомендовавших себя методик расчетов химических процессов, балансов теплоэнергетических установок и достоверных справочных данных, а также сравнением полученных результатов с данными других авторов.

Личное участие

Основные результаты получены лично автором под руководством д.т.н., проф. Султангузина И.А.

Обоснование соответствия диссертации паспорту научной специальности 05.14.04 - «Промышленная теплоэнергетика»

Пункты 1, 2 научной новизны соответствуют пункту 3 паспорта специальности - «Теоретические и экспериментальные исследования процессов тепло- и массопереноса в тепловых системах и установках, использующих тепло. Совершенствование методов расчета тепловых сетей и установок с целью улучшения их технико-экономических характеристик, экономии энергетических ресурсов.», пункт 3 научной новизны соответствует пункту 2 паспорта - «Оптимизация схем энергетических установок и систем для генерации и трансформации энергоносителей, основанных на принципах их комбинированного производства» и пункту 5 паспорта - «Оптимизация параметров тепловых технологических процессов и разработка оптимальных схем установок, использующих тепло, с целью экономии энергетических ресурсов и улучшения качества продукции в технологических процессах».

Апробация работы

Основные положения работы, результаты теоретических и расчетных исследований докладывались на:

- 5 Российской национальной конференции по теплообмену (НИУ МЭИ, Москва, 2010 г.);

- 17, 18, 19, 20 Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика» (НИУ МЭИ, Москва, 2011 -2014 г.);

- XXVI Международной конференции «Взаимодействие интенсивных потоков энергии с веществом» (КБГУ, Нальчик, 2011 г.);

- 8, 9 Межрегиональной (международной) научно-технической конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика» (филиал НИУ МЭИ, Смоленск, 2011 - 2012 г.);

- II Всероссийской научно-практической конференции «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем: Энерго - 2012» (НИУ МЭИ, Москва, 2012 г.);

- Шестой Международной школе - семинаре молодых ученых и специалистов «Энергосбережение - теория и практика» (НИУ МЭИ, Москва, 2012 г.);

Публикации

Основное содержание выполненных исследований опубликовано в 19 журнальных статьях, тезисах, докладах и учебном пособии, в т.ч. 3 в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы

Диссертация изложена на 157 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения. Работа содержит 68 рисунков и 38 таблиц, 2 приложения, список использованных источников содержит 110 наименований.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1Л Анализ методов исследования термического распада биомассы

Для описания процесса пиролиза используются различные кинетические модели, отличающиеся количеством либо независимых параллельных (обычно от одной до трех), либо независимых последовательных (характерных для различных температурных интервалов) химических реакций, ответственных за выход летучих [23, 90].

Простейшей моделью описания термического разложения органического сырья растительного происхождения является одноканальная модель, в которой константа скорости реакции чаще всего описывается Аррениусовской зависимостью [77]. В этом случае изменение относительной массы исследуемого образца, связанное с выходом летучих, можно записать в виде:

^=-*0ехр(-£/740)*", (1.1)

т

_ т{1)-тх

где л ~ ~ - относительная потеря массы компонента в образце.

Параметры: Е (энергия активации), ко (предэкспоненциальный множитель) и п (порядок реакции) являются искомыми величинами, значения которых определяются путем минимизации функционала отклонения расчетной кривой от экспериментальной.

В работе [89] рассмотрена модель, состоящая из 2 последовательных реакций разложения органического сырья (в качестве которого использовались рисовая шелуха и бамбуковые опилки). Были выделены две основные зоны термораспада: первая - в диапазоне 200°С - 400°С и вторая -свыше 400°С. В диапазоне 200°С - 400°С наблюдалось наиболее быстрое разложение, порядка 85% от всей теряемой массы, что связано с деструкцией целлюлозы и гемицеллюлозных составляющих образца. После 400°С идет преимущественно процесс распада лигнина.

Главнейшие из них образуют клеточную оболочку (целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы — пентозаны и гексозаны) и составляют 90—95% массы абсолютно сухой древесины (табл. 1.1). Остальные вещества называются экстрактивными, то есть извлекаемыми различными растворителями без заметного изменения состава древесины; из них наибольшее значение имеют дубильные вещества и смолы. Содержание основных органических веществ в древесине зависит от породы. В среднем можно принять, что в древесине хвойных пород содержится (48 - 56) % целлюлозы, (26 - 30) % лигнина, (23 -26) % гемицеллюлоз, содержащих (10 - 12)% пентозанов и около 13% гексозанов; в то же время древесина лиственных пород содержит (46 - 48) % целлюлозы, (19 - 28) % лигнина, (26 - 35) % гемицеллюлоз, содержащих (23 -29) % пентозанов и (3 - 6) % гексозанов [28].

Таблица 1.1.

Содержание органических полимеров в древесине различных пород.

Порода Целлюлоза Лигнин Гемицеллюлозы Экстрактивные вещества

пентозаны гексозаны

Сосна 41,93 29,52 12,78 8,70 7,07

Пихта 44,06 27,98 13,00 9,74 5,22

Ясень 40,24 26,01 5,70 19,29 8,76

Бук 45,41 22,69 4,36 17,79 9,75

Береза 41,85 28,27 4,61 23,20 2,07

Ольха 43,64 24,57 3,65 15,90 12,24

Тополь 47,36 22,45 2,60 15,36 12,23

Целлюлоза - природный полимер, полисахарид с длинной цепной молекулой, которая образована повторяющимися звеньями, состоящими из двух глюкозных остатков. Общая формула целлюлозы (СбНю05)п, где п степень полимеризации составляет от 6000 до 14000. Это стойкое вещество, нерастворимое в воде и обычных органических растворителях (спирте, эфире и других), белого цвета. Целлюлоза (клетчатка) является главной составляющей биомассы и представляет собой ценное сырье для бумажной промышленности.

Понятием гемицеллюлоза объединяется группа веществ, близких по химическому составу к целлюлозе, но отличающихся от нее способностью легко гидролизоваться и растворяться в разбавленных щелочах.

Гемицеллюлозы представляют собой главным образом полисахариды: пентозаны (С5Н804)п и гексозаны (С6Ню05)п с пятью или шестью атомами углерода в основном звене. Степень полимеризации гемицеллюлоз (п = 60200) значительно меньше, чем целлюлозы, иными словами цепочки молекул короче. Из гемицеллюлозы при химической переработке древесины получают много полезных продуктов, одним из которых является фурфурол, применяемый в производстве пластмасс, синтетических волокон, смол, для приготовления медицинских препаратов [17].

Кроме углеводов (целлюлозы и гемицеллюлоз), в состав клеточной оболочки входит ароматическое соединение — лигнин, которое отличается высоким содержанием углерода. Целлюлоза содержит 44,4 % углерода, а лигнин (60—66)%. Лигнин менее стоек, чем целлюлоза, и легко переходит в раствор при обработке древесины горячими щелочами, водными растворами сернистой кислоты или ее кислых солей. Лигнин, в свою очередь, отвечающий за механическую прочность растения необходим для получения полимерных материалов, фенолформальдегидных смол, и как компонент клеящих композиций в производстве ДСП, картона, фанеры. Гидролизный лигнин служит котельным топливом в лесохимических производствах, а также сырьем для получения гранулированного активного угля, пористого кирпича, удобрений, уксусной и щавелевой кислот [50].

В связи с этим наиболее часто в научной литературе встречается трехканальная (трехкомпонентная) кинетическая модель пиролиза, в которой термическая деструкция каждого из выше перечисленных компонентов протекает независимо друг от друга. Данный подход основан на анализе дифференциальных термогравиметрических характеристик (ДТГ), на которых, как правило, визуально различимы три пика скорости потери массы. В [63] в рассмотрение вводится четвертый псевдокомпонент, чей температурный пик не соотносится ни с одним из упомянутых ранее. Это обуславливается наличием на общей ДТГ характеристике максимума выхода, не описываемого ни одной из трех основных составляющих (рис. 1.1).

Поэтому с целью повышения точности моделирования процесса термораспада четвертый пик относят к пиролитической воде или другому компоненту исходного образца (экстрактивные вещества).

Тем Цел - Лиг- - Экс- ДТГрасч » ДТГэксп~]

Рисунок 1.1 - ДТГ - кривая пиролиза биомассы при темпе нагрева 10 °С/мин.

Константа скорости реакции разложения каждого компонента, входящего в состав исходного сырья, описывается Аррениусовской зависимостью, как и в ранее упомянутой одноканальной модели, с той лишь разницей, что всем компонентам соответствуют свои значения параметров: Е, ко и п. Экспериментально определенные пики выхода летучих из различных компонентов соответствуют температурам: для гемицеллюлозы -290 °С, для целлюлозы - 340°С, для лигнина - 380°С. Отметим, что деструкция лигнина, в отличие от других составляющих, происходит в существенно более широком диапазоне изменения температуры. В работе [82] процедура расчета идентична описанной выше многоканальной модели, но в отличие от [63], порядки реакции для гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина не вычисляются заново для каждого отдельного взятого образца, а фиксируются со значениями 1,1,3 соответственно. Такой подход объясняется результатами других исследователей, в частности [85, 95, 110], где

проводятся эксперименты с химически выделенной гемицеллюлозой, целлюлозой и лигнином.

Использование различных катализаторов (FeS04, ZnCb) в процессе пиролиза позволяет, как правило, сдвинуть пики выхода компонентов на более низкий температурный уровень и сделать их заметно «острее», то есть увеличить скорость потери массы, что характерно прослеживается на ДТГ кривых [110].

В работе [22] авторы не придерживаются математического моделирования Аррениусовских зависимостей, а благодаря компьютерной программе SCIENTIST® 3.0 MicroMath® разделяют и подбирают необходимое количество пиков деструкции в мультиплете и оптимизируют их параметры (интенсивность разложения, полуширину, положение Ттах) до тех пор, пока среднеквадратичное отклонение подобранной и реальной кривых не будет минимальным в каждой точке. В результате полученная модель конверсии представляет собой набор N элементарных пиков, каждый из которых характеризуется четырьмя параметрами: полушириной максимума, интенсивностью, шириной и долей Лоренцева контура (формой полосы).

Бьяджини с соавторами [66] рассматривают процесс пиролиза сосновой щепы, биогранул (осадки сточных вод), каменного и бурых углей, как отдельно друг от друга, так и в разных сочетаниях. Проводя эксперименты в среде азота при темпе нагрева 20°С/мин от 100 °С до 900 °С, ученые отмечают независимость протекания реакций распада угля и биомассы в предварительно приготовленной мелкодисперсной смеси. Иными словами, подчеркивается пренебрежительно малое взаимовлияние различных органических веществ, а также практически полное отсутствие вторичных реакций при процессе быстрого пиролиза экспериментальной смеси (рис. 1.2). Авторы работы проводят сравнение двух кинетических моделей описания реакции термораспада (одноканальной и многоканальной), используя Аррениусовскую зависимость для реакции первого порядка.

100 200 300 «00 500 600 700 800 900 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Температура, С Температура, С

100 200 300 400 500 600 700 800 600 100 200300 400 500600700600900

Температура, С Температура, С

Рисунок 1.2 - ТГ - кривые пиролиза смеси органических веществ (темп

нагрева - 20 °С/мин).

При этом утверждается, что многоканальный подход гораздо точнее описывает деструкцию вещества, состоящего из нескольких явно выраженных компонентов с получением набора химических констант для каждой независимой реакции разложения. Однако, несмотря на более низкую сходимость, важным преимуществом одноканальной модели является ее простота, универсальность и высокая скорость обработки данных в компьютерной среде.

Авторы статьи [97] проводят кинетический анализ пиролиза растительного сырья, описывая независимый распад четырех основных компонентов сырья (гемицеллюлозы, целлюлозы, лигнина, экстрактивных веществ) с первым порядком реакции для каждого процесса (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Кинетические параметры термораспада гемицеллюлозы и лигнина в составе __сосновой щепы, эвкалипта, сосновой коры.

Параметры Сосновая щепа Эвкалипт Сосновая кора

Yi 36.3 32.6 19.9

Р. 1.85- 10у 3.05-10* 1.43-105

Уз 7.42 8.29 8.36

ccl 55.2 85.6 43.2

Z>lo 0.276 0.332 0.394

Z20 0.400 0.423 0.158

Z30 0.324 0.245 0.448

Ej, кДж/моль 88.4 79.4 48.5

А, 3.16-10' 5.20106 2.44-10J

Е3, кДж/моль 18.1 20.2 20.4

А3 0.942 1.46 0.737

Ую 0.228 0.273 0.242

У2о 0.330 0.347 0.097

Узо 0.442 0.380 0.661

Хзсо 60.4 52.9 41.8

Где Ej = 2.436*Yj, А, = (3/58.6, z,0 - массовая доля j-того компонента в газовой

фазе, у,о - массовая доля j-того компонента в исходном сырье, еХзсо - массовая доля лигнина в угольном остатке.

Ссылаясь на труды предшественников, Орфао с коллегами, обращают внимание, на схожесть структуры целлюлозы во всех органических веществах растительного происхождения. Проведя, предварительно эксперимент по термораспаду химически выделенной целлюлозы, специалисты приходят к выводу, что кинетические параметры конверсии этого компонента идентичны, как при деструкции «чистого» компонента, так и в составе исследуемых в работе материалов (ель, эвкалипт). При этом отмечается, что энергия активации целлюлозы во многих литературных источниках лежит в диапазоне 185 - 240 кДж/моль. На основе вышеперечисленных заключений, авторы статьи фиксируют кинетические параметры пиролиза целлюлозы, тем самым, выделяя один характерный пик на ДТГ кривой распада древесины и облегчая процесс компьютерного моделирования пиролиза. Кинетические параметры деструкции гемицеллюлозы, лигнина и экстрактивных веществ отличаются для разных

сортов и видов сырья, как в работе [97], так и во многих других трудах. Авторы объясняют это различие индивидуальным строением и составом полимеров, образующих вышеперечисленные компоненты, в каждом, отдельно взятом образце биомассы [102].

В работе [86] исследуется влияние темпа нагрева биомассы на температурные пики разложения образцов (рис. 1.3). Варьируя скорости роста температуры в диапазоне от 1 °С/мин до 100 °С/мин, ученые приходят к выводу, что с повышением темпа нагрева происходит смещение пиков в сторону более высоких температурных областей для соответствующих видов растений и углей. Это обуславливается наличием температурного градиента поверхности образца, т.е. уменьшением времени реакции.

А

-5

о

со

СХ 1С

-о 20

I—

о о сх

О 25

О

-30

-35

ч

V ,'У'''

\

■ I

, # , I

I , I

Ь , .

г»' •

I

,, ■ I I ' '

\ ' I I

' I'

10 С/мин 20 С/мин 40 С/мин 60 С/мин

25 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Температура, С

Рисунок 1.3 - ДТГ - кривые пиролиза плодов пальмы при разных скоростях

нагрева.

Представленные выводы также хорошо согласуется с результатами схожих исследований в трудах [85, 95, 101]. Более того, в статье [85] проводятся эксперименты по термической конверсии химически выделенного лигнина. Орнунг с коллегами, отмечают также влияние темпа

нагрева на значения кинетических параметров: Е, ко п. Ввиду неоднородности и сложности химического состава, авторы рассматривают распад лигнина как пиролиз трехкомпонентного сырья с разложением каждого компонента в соответствующей температурной зоне (рис. 1.4).

При этом математически рассчитанный порядок реакции для двух составляющих равняется 2, а для оставшейся - 1. Стоит обратить внимание, что с ростом скорости нагрева образца от 5 °С/мин до 25 °С/мин, наблюдается увеличение значения энергии активации в полтора раза, в том время как порядок реакции остается постоянным для всех компонентов лигнина.

Температура, С

Рисунок 1.4 - ДТГ - кривая пиролиза лигнина (трехкомпонентная модель).

Басу с коллегами [65], опираясь на труды других специалистов [62], предлагает наряду с альтернативными моделями оценивать процесс пиролиза древесины как три независимые параллельные реакции образования газовой, твердой и жидкой фазы из исходного сырья с составлением уравнения Аррениуса для каждой из реакций при получении соответствующего набора кинетических параметров. Также авторами вводятся в рассмотрение

вторичные процессы конверсии жидкого продукта термораспада в твердое и/или газообразное состояние (рис. 1.5).

Газ

Рисунок 1.5- Модель кинетического анализа пиролиза древесины на основе независимых реакций образования твердой, газообразной и жидкой фазы.

Предложенная модель может быть расширена, если биомассу рассчитывать как многокомпонентную смесь ранее упомянутых органических полимеров (гемицеллюлоза, целлюлоза, лигнин, экстрактивные вещества). Очевидно, что при таком подходе количество параллельных реакций и сложность математического расчета возрастает пропорционально.

В работе [79] проводится термогравиметрический (ТГ) анализ сосновой щепы и рассчитываются кинетические параметры согласно модели, описанной выше [65], для трех независимых реакций. В итоге исследователи, приводя свои данные и сравнивая их с результатами расчетов других авторов, отмечают, что для многих сортов и видов биомассы энергия активации реакции образования газа выше, чем энергия активации получения жидкой и твердой фазы из исходного сырья (табл. 1.3).

Для сосновой щепы рассчитанные значения энергии активации

упомянутых продуктов термораспада соответственно равны - 140:133:121 кДж/моль. Следствием этого является то, что повышение температуры пиролиза способствуют росту генерации газовой составляющей и уменьшению получения остальных двух фракций на выходе.

Таблица 1.3

Кинетические параметры пиролиза различных видов биомассы (бук, сосна,

дуб, миндаль) с образованием твердой, жидкой, газообразной фаз.

Автор Ди Блази Чен Тернер Фонт

Сырье Бук Сосна Дуб Миндаль

Е„ кДж/моль 111.7 121 106.5 73.1

ке-с"1 3.2-109 1.08 ■ 107 7.377-105 2.98-Ю3

Е„ кДж/моль 148.0 133 112.7 119

к,с"1 1.1-1010 2.0-10* 4.125-10" 5.85 -10'

Ее, кДж/моль 152.7 140 88.6 139.2

Ц-с"1 4.3 8 - Ю9 1.3108 14345 1.52 -107

Фантоцци с коллегами [76], используя обсуждаемую модель кинетического анализа процесса медленного пиролиза, получают следующие данные по энергии активации фаз (газ: жидкость: угольный остаток) для тополя - 147:144:111 кДж/моль, артишока - 147:141:110 кДж/моль, мискантуса - 143:145:111 кДж/моль, сорго - 128:126:107 кДж/моль. Очевидно, что значения кинетических параметров соответствующих реакций для разных сортов биомассы схожи между собой, что говорит о подобии протекания термораспада в органическом сырье растительного происхождения. Небольшие численные отклонения результатов расчета в работах разных авторов могут быть объяснены как различием методик проведения эксперимента (темп нагрева, масса образца, тип реактора, погрешность приборов), так и способом компьютерной обработки данных.

Авторы работы [12] усовершенствуют кинетическую модель пиролиза, представленную на рис. 1.5, предлагая добавить вторичную реакцию образования газовой фазы из твердых продуктов распада. Результаты термической обработки углей показывают, что кривые разложения и, в

большей степени, состав продуктов существенно зависит от скорости роста температуры исходного образца. Исследователи обращают внимание на то, что при скоростном нагреве с повышением температуры атомы Н, N и О удаляются быстрее, чем при медленном нагреве. Согласно уравнению Аррениуса, чем больше энергия активации реакции и температура, тем быстрее растет относительная скорость реакции. Иными словами, с увеличением темпа подъема температуры скорость реализации реакций с высокой энергией активации увеличивается. В результате, продукты пиролиза быстрого и медленного нагрева могут существенно отличаться в зависимости от вида органического сырья. Согласно рассматриваемой модели термодеструкции, при постоянной температуре образца наибольшую скорость имеют реакции с наименьшей энергией активации, т.е. чем слабее связь, тем с большим темпом идут процессы, в которых она рвется.

1.2 Анализ калорийности и состава газа

Для оптимизации конструктивных характеристик реактора, а также выбора наиболее благоприятного режима пиролиза и типа исходного сырья, в том числе касаемо долей каждого вида биомассы в топливной смеси, крайне необходимо оценивать калорийность получаемого газа, которая, в первую очередь, зависит от исходного элементного состава биомассы. Древесные и растительные породы различаются между собой по элементному содержанию весьма незначительно и, в среднем, имеют 50 % углерода (С), 43 % кислорода (О) и 6 % водорода (Н) (табл. 1.4).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федюхин, Александр Валерьевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аверьянов В.К., Карасевич A.M., Федяев A.B. Системы малой энергетики: современное состояние и перспективы развития. - М.: Страховое Ревю, 2008 - 968 с.

2. Анохин А.Б., Ситас В.И., Султангузин И.А., Хромченков В.Г., Бородулин A.B. Математическое моделирование и оптимизация как метод решения проблем энергосбережения и экологии промышленных районов // Теплоэнергетика. - 1994. - №6. - С.38-41.

3. Басков В.Н., Панцхава Е.С. Моторные биотоплива: состояние и перспективы развития технологии в мире и в России // Теплоэнергетика, 2013, №4, с. 43 -47.

4. Безруких П.П., Арбузов Ю.Д., Борисов Г.А. и др. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России. - СПб.: Наука, 2002. 314 с.

5. Беляев A.A. Газификация высокозольных топлив в кипящем слое: учебное пособие. - М.: Издательство МЭИ, 2006. - 32 с.

6. Беляев J1.C., Лагерев В.В., Посекалин В.В. и др. Энергетика XXI века: Условия развития, технологии, прогнозы. - Новосибирск: Наука, 2004. -386 с.

7. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. — 352 с.

8. Гайков A.B., Андреева В.П., Холодное В.А.. Введение в Aspen Plus. Учебное пособие. - СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2000. - 22 с.

9. Гелетуха Г.Г., Железная Т.А. Современные технологии получения жидкого топлива из биомассы быстрым пиролизом. Обзор. Часть 1 // Промышленная теплотехника. - 2005. - Том 27. - №4. С. - 91.

10. Государственная стратегия устойчивого развития Российской Федерации. Проект: Комиссия Государственной думы ФС РФ по устойчивому развитию. - Зеленый мир, 2002. -№ 13-14. - С. 1-27.

11. Гюльмалиев A.M. Гладун Т.Г., Головин Г.С. Уравнения термодинамического расчета равновесного состава химических реакций // Химия твердого топлива. - 1997. - № 6, - С.25-36.

12. Гюльмалиев A.M., Головин Г.С., Гладун Т.Г. Теоретические основы химии угля. М.: Московский государственный горный университет, 2003.-556 С.

13. Гюльмалиев A.M., Султангузин И. А., Федюхин A.B. Математическое моделирование процесса пиролиза биомассы для производства синтез - газа и кокса // Химия твердого топлива, 2012, №3, С. 25 - 29.

14. Джонсон К. (1983). Численные методы в химии. М.: Мир. - 1983.

15. Зайченко В.М., Косов В.Ф., Майков И.Л., Синелыциков В.А. Получение водорода на основе пиролиза твердого и газообразного углеводородного сырья // Труды III Международного симпозиума по водородной энергетике. 2009. - М.: Издательский дом МЭИ. - С. 110-114.

16. Канторович Б.В. Введение в теорию горения и газификации твердого топлива. - М.: Металлургиздат. 1960, - 360 с.

17. Кислицын А.Н. Пиролиз древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1990. -

312 с.

18. Клер A.M., Деканова Н.П., Тюрина Э.А. и др. Теплосиловые системы: Оптимизационные исследования. - Новосибирск: Наука, 2005. -236 с.

19. Клер A.M., Тюрина Э.А. Математическое моделирование и технико-экономические исследования энерготехнологических установок синтеза метанола. Новосибирск: Наука - Сиб. предприятие РАН, 1998. - 127 с.

20. Клименко A.B., Реутов Б.Ф. Биомасса - важнейший источник энергии для России // Энергетика России: проблемы и перспективы: тр. Науч. сессии РАН / под. ред. В.Е. Фортова, Ю.Г. Леонова. - М.: Наука, 2006. - с. 336-340.

21. Клименко В.В., Терешин А.Г., Безносова Д.С. Изменение климата и потребление энергии на европейской части России: ретроспектива и прогноз // Вестник МЭИ. - 2003. - № 5. - С. 76 - 81.

22. Лыгина Е.С., Дмитрук А.Ф., Галушко Л.Я., Любчик С.Б., Третьяков В.Ф. Особенности изучения термодеструкции твердых и жидких органических углеродосодержащих продуктов методом термогравиметрии // Химия твердого топлива. 2009. - №3. - С. 58-74.

23. Майков И.А., Синелыциков. В.А., Федюхин A.B. Исследование термического распада органического сырья растительного происхождения // Труды 5-й Российской национальной конференции по теплообмену. - М.: МЭИ, 2010. - Т. 3. - с. 262 - 264.

24. Макаров Т.Н., Харлампович Т.Д., Королев Ю.Г. и др. Химическая технология твердых горючих ископаемых - М.: Химия. 1983. - 496 с.

25. Масленников В.М., Выскубенко Б.А., Штеренберг В.Я. и др. Парогазовые установки с внутрицикловой газификацией топлива и экологические проблемы энергетика / Под ред. С.А. Христиановича (СССР) и Т.Х. Джейнса (США). - М.: Наука, 1983.

26. Моисеев И.И., Платэ Н.Э., Варфоломеев С.Д. Альтернативные источники энергии России // Энергетика России: проблемы и перспективы: тр. Науч. сессии РАН / под. ред. В.Е. Фортова, Ю.Г. Леонова. - М.: Наука, 2006.-с. 48-61.

27. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. - М.: Наука, 1981.-488 с.

28. Никитин В.М. Химическая переработка древесины и ее перспективы. - М: Лесн. пром-сть, 1974. - 88 с.

29. Оценка воздействия на окружающую среду и разработка нормативов ПДВ: Справ, изд. / Максименко Ю.Л., Шаприцкий В.Н., Горкина И.Д. - М.: Изд-во «СП Интермет Инжиниринг», 1999. - 480 с.

30. Панцхава Е.С. Биогазовые технологии - радикальное решение проблем экологии, энергетики и агрохимии // Теплоэнергетика. - 1994. - № 4.

- С. 36-42.

31. Панцхава Е.С., Пожарнов В.А. В перспективе Россия крупнейший поставщик биотоплива на мировой рынок // Энергия: экономика, техника, экология. 2005. - №6. - С. 10-19.

32. Паппас М., Моради Дж. Усовершенствованный алгоритм прямого поиска для задач математического программирования // Труды Американского общества инженеров-механиков: Сер. В. Конструирование и технология машиностроения. - 1975. -№4. - С. 158 - 165.

33. Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. - М.: Энергия, 1978. - 416 с.

34. Рахманкулов Д.Л., Вильданов Ф.Ш., Николаева C.B., Денисов C.B. Успехи и проблемы производства альтернативных источников топлива и химического сырья. Пиролиз биомассы // Башкирский химический журнал. 2008. - Том 15. - №2. - С. 36-52.

35. Ревич Б.Е. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения.

- М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. - 264 с.

36. Реклейтис Г. Оптимизация в технике: в 2 кн. / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Регсдел; пер. с англ. - М.: Мир, 1986.

37. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 304 с.

38. Сергеев В.В. Теплоэнергетические основы промышленной слоевой газификации растительной биомассы: Автореф. дис. ... докт. техн. наук,- Санкт-Петербург, 2009. - 32 с.

39. Синярев Г.Б. Ватолин H.A., Трусов Б.Г. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. М.: Наука - 1982.

40. Ситас В.И., Султангузин И.А. Математическое моделирование теплоэнергетической системы металлургического комбината на ЭВМ // Научн. тр. ин-та / Моск. энерг. ин-т. - 1989. - Сб. № 198. - С. 13 - 19.

41. Сладков И.Б., Морачевский А.Г. Термодинамические расчеты в металлургии. М.: Металлургия. - 1993.

42. Сталл Д. Вестрам Э., Зинке. Г. Химическая термодинамика органических соединений. М.: Мир. - 1971.

43. Степанов Н.Ф. Ерлыкина М.Е., Филиппов Г.Г. Методы линейной альгебры в физической химии. - М.: Издательство МГУ. - 1976.

44. Султангузин И.А., Замерград В.Э., Карасевич В.А., Албул A.B., Федюхин A.B. Оптимизация использования природного газа и возобновляемых источников энергии в энергетических компаниях. Журнал «Наука и техника в газовой промышленности», 2013, №1, С. 63-76.

45. Султангузин И.А., Федюхин A.B., Яворовский Ю.В. Разработка установки термической конверсии биомассы и производства тепловой и электрической энергии в ПГУ. Труды Второй Всероссийской научно-практической конференции «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем». Энерго -2012.-М.: Издательский дом МЭИ, 2012. С. 397 - 400.

46. Султангузин И.А., Яворовский Ю.В. Математическое моделирование и оптимизация промышленных теплоэнергетических систем. - М.: Издательский дом МЭИ. - 2009.

47. ФГБУ РЭА Минэнерго РФ. Биоэнергетика России в XXI веке. -М.: Российское энергетическое агентство, 2012. 37 с.

48. Федюхин A.B., Султангузин И.А., Степанова Т.А., Волошенко Е.В., Курзанов С.Ю., Исаев М.В. Оценка эффективности выработки тепловой и электрической энергии в установке с газификатором или пиролизером биомассы // Кокс и химия. - № 8. 2013. С. 38 - 42.

49. Федяев A.B., Федяева О.Н. Комплексные проблемы развития теплоснабжающих систем. - Новосибирск: Наука, 2000. - 256 с.

50. Фенгел Д., Вегенер Г., под ред. Леоновича A.A. Древесина (химия, ультраструктура, реакции). - М.: Лесная пром-сть, 1988. - 512 с.

51. Фортов В.Е., Попель О.С. Энергетика в современном мире. -Долгопрудный: Интеллект, 2011. - 168 с.

52. Фортов Е.В., Фаворский О.Н. Состояние и основные проблемы энергетики России // Энергетика России: проблемы и перспективы: тр. Науч. сессии РАН / под. ред. В.Е. Фортова, Ю.Г. Леонова. - М.: Наука, 2006. - с. 13-21.

53. Холодное В.А., Викторов В.К., Ананченко И.В., Чепикова В.Н. Лабораторный практикум по моделированию и оптимизации химико-технологических процессов и систем с помощью программного продукта ASPEN PLUS: Учебное пособие. - СПб.: СПбГТИ (ТУ), - 2000 - 41с.

54. Холодное В.А., Хартманн К.,Чепикова В.Н., Андреева В.П. Системный анализ и принятие решений. Компьютерные технологии моделирования химико-технологических систем с материальными и тепловыми рециклами. Учебное пособие. - СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2006.-160 с.

55. Христианович С.А. Избранные работы. Речная гидравлика. Теория фильтрации. Аэродинамика и газовая динамика. Горное дело. Теория пластичности. Энергетика. - М.: Наука - Изд-во МФТИ, 1998. - 336 с.

56. Шейндлин А.Е. Проблемы новой энергетики. М.: Наука, 2006. -

406 с.

57. Школлер М.Б. Полукоксование каменных и бурых углей; Инженерная академия России. Кузбасский филиал. Новокузнецк. - 2011. -232 с.

58. Шпильрайн Э. Э., Малышенко С. П., Кулешов Г. Г.; Под ред. Легасова В. А. Введение в водородную энергетику. М.: Энергоатомиздат, 1984.-264 с.

59. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: пер. с англ. - М.: Мир, 1982.-237 с.

60. Ahnger A., Graham R.G. Liquid biofuel for diesel power production: A techno-economic assessment// The Proceedings of the 9th European Bioenergy Conférence. Copenhagen. Denmark. - 1996. - V. 3. - P. 1614.

61. Ahrenfeldt J., Thomsen T. P., Henriksen U., Clausen L.R. Biomass gasification cogeneration - A review of state of the art technology and near future perspectives // Applied Thermal Engineering. - 2013. - №50. - P. 1407-1417.

62. Authier O., Ferrer M., Corriou J.-P., Mauviel G., Khalfi A.-E., Lede J. Experimental and theoretical study of wood fast pyrolysis // The Proceedings of 16th European Biomass Conference and Exhibition. Valencia. Spain. 2008. - P. 1077-1084.

63. Barneto A.G., Carmona J.A., Alfonso J.M. and Ferrer J.C. Use of thermogravimetry/mass spectrometry analysis to explain the origin of volatiles produced during biomass pyrolysis // Ind. Eng. Chem. - 2009. - Vol. 48. - P. 7430-7436.

64. Basu P. Biomass gasification and pyrolysis. Practical design and theory. - 2010. - Elsevier. - 352 P.

65. Basu P., Kaushal P. Modeling of pyrolysis and gasification in fluidized beds// Chemical product and Process Modeling. 2009. - Vol. 4. - Iss. 1. Art. 21.

66. Biagini E., Lippi F., Petarca L., Tognotti L. Devolatilization of biomasses and coal-biomass blends: an experimental investigation // Fuel. - 2002. - V. 81.-P. 1041-1050.

67. Bramer E.A., Brem G.A. Novel theory for fast pyrolysis of biomass: pyrolysis reactor // The Proceedings of the 12th European Biomass Conference. Munich. Germany. - 2002. - P. 430.

68. Bridgewater A.V., Peacocke G.V. Production of liquids in high yields by ablative fast pyrolysis // The Proceedings of the 8th European Bioenergy Conference. Vienna. Austria. 1994. - V.3. - P. 1749.

69. Bridgewater A.V., Peacocke G.V. Status of fast pyrolysis for biomass // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2000. - № 4. - P. 1.

70. Buljit B., Pinakeswar M., Vijayand S.M. Thermodynamic optimization of biomass gasification for decentralized power generation and Fischere-Tropsch synthesis // Energy. - 2010. - №35. - P. 2557-2579.

71. Ciferno J.P., Marano J.J. Benchmarking Biomass Gasification Technologies for Fuels, Chemicals and Hydrogen Production // U.S. Department of Energy National Energy Technology Laboratory. 2002. 58 P.

72. Dockery D.W., Pope III C.A., Xiping Xu et al. An association between air pollution and mortality in six US cities // New England Journal of Medicine. - 1993. - Vol. 329. - № 24. - P.1753-1759.

73. Doherty W., Reynolds A., Kennedy D. The effect of air preheating in a biomass CFB gasifier using ASPEN Plus simulation // Biomass and Bioenergy. -2009.-№33.-P. 1158- 1167.

74. Estimating Fuel Cycle Externalities: Analytical Methods and Issues: Report 2 / Oak Ridge National Laboratory and RFF, USA. - Study by US DOE and Commission of EC, July 1994. - 350 P.

75. Externalities of Fuel Cycles ExternE Project. Coal Fuel Cycle: Report № 2 / European Commission DG XXII. - 1994. - 325 P.

76. Fantozzi F., Bartocci P., Bidini G., Desideri U. Rotary kiln slow pyrolysis, estimate of product yields for different types of biomass, through modeling// The Proceedings of 16th European Biomass Conference and Exhibition. Valencia. Spain. - 2008. - P. 1188-1193.

77. Fedyukhin A.V., Maikov I.L., Sinelshchikov V.A. Comparison of kinetic models of biomass thermal decomposition // Book of Abstracts of International Conference on Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter. Nalchik. Russia. 2011. P. 114-115.

78. Fedyukhin A. V., Sultanguzin I. A., Stepanova T. A., Voloshenko E. V., Kurzanov S. Yu., Isaev M. V. Improving Solid Fuel Pyrolysis and Gasification for Effective Cogeneration // Coke and Chemistry. - 2013. - Vol. 56. - No. 8. - P. 302-306.

79. Fjellerup J., Ahrenfeldt J., Henriksen U. Pyrolysis of pine wood, experiments and theory// The Proceedings of 14th European Biomass Conference and Exhibition. Paris. France. - 2005. - P. 933-936.

80. François J., Abdelouahed L., Mauviel G., Feidt M., Rogaume C., Mirgaux O., Pâtisson F., Dufour A. Estimation of the energy efficiency of a wood gasification CHP plant using Aspen Plus // Chemical engineering transactions. -2012,- №29.-P. 769-774.

81. Ganan J., Al-Kassir A., Miranda A.B., Turegano J., Correia S. Energy production by means of gasification process of residuals sourced in Extremadura (Spain) // Renewable Energy. - 2005. - №30. - P. 1759-1769.

82. Gomez J.C., Manya J.J., Enrique Velo J.M. and Puigjaner L. Further applications of a revisited summative model for kinetics of biomass pyrolysis // Ind. Eng. Chem. - 2004. - Vol. 43. - P. 901-906.

83. Gyul'maliev A. M., Sultanguzin I. A., Fedyukhin A. V. Mathematical simulation of the pyrolysis of biomass for the manufacture of synthesis gas and coke // Solid Fuel Chemistry - 2012. - Vol. 46, No. 3, P. 164-167.

84. Hohmeyer O. Social Costs of Energy Consumption. - Springer Verlag, 1988.-61 P.

85. Hornung A., Sagi S., Marongiu A., Seifert H. Evaluation of the formal kinetic parameters and degradation mechanisms for the pyrolysis of lignin by thermogravimetry mass-spectrometry// The Proceedings of 16th European Biomass Conference and Exhibition. Valencia. Spain. 2008. - P. 1119-1126.

86. Idris S.S., Rahman N.A., Ismail K., Alias A.B., Rashid Z.A., Aris M.J. Investigation on thermochemical behavior of low rank Malaysian coal, oil palm biomass and their blends during pyrolysis via thermogravimetric analysis (TGA) // Bioresource Technology. - 2010. - 101. - P. 4584-4592.

87. Johnson R.S., Jones J.M., Ross A.B. Hydrothermal liquefaction of biomass model compounds // The Proceedings of 17th European Biomass Conference and Exhibition. Hamburg. Germany. 2009. - P. 1559-1564.

88. Kumar A, Flynn P., Sokhansanj S. Biopower generation from mountain pine infested wood in Canada: An economical opportunity for greenhouse gas mitigation // Renewable Energy. - 2008. - №33. - P. 1354-1363.

89. Kalita P., Mohan G., Kumar G.P. and Mahanta P. Determination and comparison of kinetic parameters of low density biomass fuels // J. Renewable and Sustainable Energy. 2009. - V. 1. - P. 1-12.

90. Kosov V.V., Kosov V.F., Maikov I.L., Sinelshchikov V.A., Zaichenko V.M. High calorific gas mixture produced by pyrolysis of wood and peat // The Proceedings of 17th European Biomass Conference and Exhibition. Hamburg. Germany. 2009. - P. 1085-1088.

91. Larson E.D., Svenningsson P., Bjerle I. Biomass Gasification for Gas Tur-bine Power Generation // Electricity: Efficient End-Use and New Generation Technologies, and Their Planning Implications. Lund University Press, 1989. - P. 697-739.

92. Larson E.D., Williams R.H. A review of biomass integrated-gasifier/gas turbine combined cycle technology and its application in sugarcane industries, with an analysis for Cuba // Energy for Sustainable Development. -2001. - Vol. 5 - № 1 - P. 54-76.

93. Lipfert F.W. Air Pollution and Community Health: a Critical Review and Data Sourcebook. - Van Nostrad Reinhold, New York, 1994. -542 P.

94. Mann M.K., Spath P.L. Life Cycle Assessment of a Biomass Gasification Combined-Cycle System // U.S. Department of Energy Laboratory. 1997. 160 P.

95. Manya J.J., Enrique Velo J.M. and Puigjaner L. Kinetics of biomass pyrolysis: a reformulated three-parallel reactions model // Ind. Eng. Chem. - 2003. -Vol. 42.-P. 434 -441.

96. Mehrdokht B.N., Mahinpeya N. Simulation of biomass gasification in fluidized bed reactor using ASPEN PLUS // Biomass and Bioenergy. - 2008. - № 32.-P. 1245 - 1254.

97. Orfao J.J.M., Antunes F.J.A., Figueiredo J. L. Pyrolysis kinetics of lignocellulosic materials - three independent reactions model // Fuel. - 1999. - V. 78.-P. 349-358.

98. Pope C.A., Thun M.J., Naboodiri M.M. et al. Particulate Air Pollution as a Predictor of Mortality in a Prospective Study of U.S. Adults // American Journal of respiratory and Critical Care Medicine. - 1995. - Vol. 151. - P. 669 -674.

99. Rabl A., Curtiss P.S., Pons A., et al. Environmental Impacts and Costs: the Nuclear and the Fossil Fuel Cycles: Report to EC of Project «External Costs of Fuel Cycles: Implementation of the Accounting Framework in France». DG XII. / Ecole des Mines de Paris, France, 1995.- 120 P.

100. Ramzan N., Ashraf A., Naveed S., Malik A. Simulation of hybrid biomass gasification using Aspen plus: A comparative performance analysis for food, municipal solid and poultry waste // Biomass and Bioenergy. - 2011. - № 35.-P. 3962-3969.

101. Rincon Pratt S., Gomez Mejia A. Pyrolysis of agroindustrial biomass residues// The Proceedings of 16th European Biomass Conference and Exhibition. Valencia. Spain. - 2008. - P. 1200-1204.

102. Robert J. Evans, Thomas A. Milne Molecular characterization of the Pyrolysis of Biomass. 1. Fundamentals // Energy & Fuels. - 1987. - Vol.1, No. 2 -P. 123-137.

103. Rui Lou, Shu-bin Wu. Products properties from fast pyrolysis of enzymatic/mild acidolysis lignin // Applied Energy. - 2011 - № 88. - P. 316-322.

104. Schefflan R. Teach yourself the basics of Aspen Plus. - American Institute of Chemical Engineers and John Wiley & Sons, Inc. 2011. - P. 211.

105. Schwartz J. Particulate air pollution and daily mortality in Detroit // Environmental Research. - December 1991. - Vol. 56(2). - P. 204-213.

106. Shen Y., Yoshikawa K. Recent progresses in catalytic tar elimination during biomass gasification or pyrolysis - A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. - № 21. - P. 371-392.

107. Tonsing R. Biomass CHP. Fast Pyrolysis maximizes bio-oil production // Cogeneration and on-site power. 2005. - Jan.-Feb. - P 65.

108. Uisung L., Elango B., Chung J.N. An experimental evaluation of an integrated biomass gasification and power generation system for distributed power applications // Applied Energy. - 2013. - №101. - P. 699-708.

109. User's Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion of Model Algorithms / US Environmental Protection Agency. - Vol. 2, EPA 454/B-95-003b. - USA, 1995.

110. Varhegyi G., Antal M.J. Kinetics of the thermal decomposition of cellulose, hemicellulose, and sugar cane bagasse // Energy & Fuel. 1989. - V. 3. -P. 329-335.